JP4412125B2

JP4412125B2 - Thin film stacker

Info

Publication number: JP4412125B2
Application number: JP2004265894A
Authority: JP
Inventors: 博土井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: JP2006080040A

Description

本発明は、第１の薄膜に対し、所定形状に切断された第２の薄膜を積層する薄膜積層装置に関する。 The present invention relates to a thin film laminating apparatus for laminating a second thin film cut into a predetermined shape on a first thin film.

従来より、各種のシート状の積層体が知られている。その１つとして、燃料電池のＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）がある。ここで、ＭＥＡは、電極触媒層を担持した固体電解質材料膜である触媒層・電解膜の両側に、カーボンペーパーからなるガス拡散層を積層した構造となっている。 Conventionally, various sheet-like laminates are known. One example is a fuel cell MEA (Membrane Electrode Assembly). Here, the MEA has a structure in which a gas diffusion layer made of carbon paper is laminated on both sides of a catalyst layer / electrolytic membrane which is a solid electrolyte material membrane carrying an electrode catalyst layer.

このようなＭＥＡを効率よく形成するため、１つの触媒層・電解膜についてのシート（電解膜シート）と、２つのガス拡散層についてのシート（拡散膜シート）をそれぞれ、ローラに巻き付けておき、これらをローラから各シートを送り出し、これらを積層切断することが提案されている（特許文献１）。 In order to efficiently form such an MEA, a sheet for one catalyst layer / electrolytic membrane (electrolytic membrane sheet) and a sheet for two gas diffusion layers (diffusion membrane sheet) are respectively wound around rollers, It has been proposed to feed these sheets from a roller and laminate and cut them (Patent Document 1).

この装置では、２つの拡散膜シートを２つの回転する吸引ローラにそれぞれ吸着させ、その状態で、所定の大きさにカットする。そして、これら２つの拡散膜シートを巻き付けた状態で、吸引ローラの接合位置において、電解膜シートを挟み込むようにして、押圧輸送することで、３つのシートを積層する。従って、３つのシートの積層体であるＭＥＡを効率的に製造することができる。 In this apparatus, two diffusion film sheets are respectively adsorbed by two rotating suction rollers, and in this state, the sheet is cut into a predetermined size. Then, in a state where these two diffusion film sheets are wound, the three sheets are laminated by pressing and transporting the electrolytic film sheets so as to be sandwiched at the joining position of the suction roller. Therefore, MEA that is a laminate of three sheets can be efficiently produced.

また、特許文献２には、薄膜をロータリダイと吸着ローラで挟みつつ、ロータリダイの刃によって切断する装置が示されている。さらに、特許文献３には、センサの検出結果に基づいて、切断ローラの回転速度を調節することが示されている。 Patent Document 2 discloses an apparatus for cutting a thin film with a rotary die blade while sandwiching a thin film between the rotary die and a suction roller. Further, Patent Document 3 discloses that the rotational speed of the cutting roller is adjusted based on the detection result of the sensor.

ここで、上記特許文献１では、吸引ローラによってカットされた拡散膜シートを保持する必要がある。ところが、この拡散膜シートは、材質にもよるが比較的堅いものが多く、吸引ローラにより十分吸引することが難しい場合もある。 Here, in the said patent document 1, it is necessary to hold | maintain the diffusion film sheet cut by the suction roller. However, this diffusion film sheet is often relatively stiff depending on the material, and it may be difficult to sufficiently suck it with a suction roller.

また、３つのシートを一対のローラ（接合用のローラ）により挟み込んで積層するが、電解膜シートは、１つ１つのＭＥＡとして機能するためにその触媒層について所定のパターンが形成されている。そこで、電解膜シートが接合用のローラに入り込むタイミングを調整する必要がある。従来は各シートの送りを停止して、調整していたが、さらに効率的に調整したいという課題がある。 In addition, three sheets are sandwiched and stacked by a pair of rollers (joining rollers), and the electrolytic membrane sheet has a predetermined pattern for its catalyst layer in order to function as each MEA. Therefore, it is necessary to adjust the timing at which the electrolytic membrane sheet enters the joining roller. Conventionally, the feeding of each sheet is stopped and adjusted, but there is a problem that it is desired to adjust more efficiently.

本発明は、比較的堅い拡散膜シートを適切に送ることを目的とする。 An object of the present invention is to appropriately deliver a relatively rigid diffusion membrane sheet.

特開２００１−７６７４３号公報JP 2001-76743 A 特開２００３−４８１９０号公報JP 2003-48190 A 特開昭６３−１５６６９０号公報JP-A 63-156690

本発明は、第１の薄膜に対し、所定形状に切断された第２の薄膜を積層する薄膜積層装置であって、対向して回転する２つのローラから構成され、異なる方向から供給される前記第１の薄膜および前記第２の薄膜を接合させて一緒に輸送する接合ローラ対と、前記接合ローラ対とは別に設けられ、対向して回転する２つのローラから構成されるとともに、少なくとも一方のローラに切断刃が形成され、前記第２の薄膜を所定形状に切断すると共に切断された第２の薄膜を前記接合ローラに向けて送るロータリカッタと、前記接合ローラ対の一方に対し、前記接合ローラ対の接触位置の上流側で接触回転し、前記切断された第２の薄膜を前記接合ローラ対に押しつけて輸送する押さえローラと、を有し、前記ロータリカッタが前記切断された第２の薄膜と離れる位置と、前記押さえローラが前記切断された第２の薄膜と接触する位置との間隔は、切断された第２の薄膜の長さより短く設定される、ことを特徴とする。 The present invention is a thin film laminating apparatus for laminating a second thin film cut into a predetermined shape with respect to a first thin film, the thin film laminating apparatus comprising two rollers rotating opposite to each other, and supplied from different directions A joining roller pair that joins and transports the first thin film and the second thin film together, and the joining roller pair are provided separately from the two rollers that rotate opposite to each other. A cutting blade is formed on the roller, cuts the second thin film into a predetermined shape, and sends the cut second thin film toward the joining roller, and the joining roller to one of the joining roller pairs. contact rotation upstream of the contact position of the roller pair, the second thin films the cutting anda pressing roller to transport pressed against the bonding roller pair, the said rotary cutter is the cutting A position away from the thin film, the interval between the position in contact with the second thin film the pressing roller is the cutting is shorter than the length of the second thin film is cut, characterized in that.

また、本発明は、第１の薄膜に対し、所定形状に切断された第２の薄膜を積層する薄膜積層装置であって、対向して回転する２つのローラから構成され、異なる方向から供給される前記第１の薄膜および前記第２の薄膜を接合させて一緒に輸送する接合ローラ対と、対向して回転する２つのローラから構成されるとともに、少なくとも一方のローラに切断刃が形成され、前記第２の薄膜を所定形状に切断すると共に切断された第２の薄膜を前記接合ローラに向けて送るロータリカッタと、前記接合ローラ対の一方に対し、前記接合ローラ対の接触位置の上流側で接触回転し、前記切断された第２の薄膜を押さえて輸送する押さえローラと、を有し、前記押さえローラと前記接合ローラ対の一方との接触位置と、前記接合ローラ対の接触位置の間に設けられ、前記切断された第２の薄膜を、前記接合ローラ対の一方に対し押さえつける規制手段を有することを特徴とする。 Further, the present invention is a thin film laminating apparatus for laminating a second thin film cut into a predetermined shape with respect to the first thin film, which is composed of two rollers that rotate opposite to each other, and is supplied from different directions. The first thin film and the second thin film are joined to each other and transported together, and two rollers rotating opposite to each other, and a cutting blade is formed on at least one of the rollers, A rotary cutter that cuts the second thin film into a predetermined shape and sends the cut second thin film toward the joining roller, and an upstream side of the contact position of the joining roller pair with respect to one of the joining roller pair A pressing roller that rotates in contact with and presses and transports the cut second thin film, the contact position between the pressing roller and one of the joining roller pair, and the contact position of the joining roller pair. Provided, the second thin film which is the cutting, characterized in that it has a regulating means for pressing against one of the joining rollers.

また、前記接合ローラ対の一方は、前記第２の薄膜と接触する部分の幅が前記切断された第２の薄膜の幅より狭く、前記切断された第２の薄膜の幅方向の両端部分を第１の薄膜に対し直接には押しつけないことが好適である。 In addition, one of the pair of joining rollers has a width of a portion in contact with the second thin film narrower than a width of the cut second thin film, and has both end portions in the width direction of the cut second thin film. It is preferable not to press directly against the first thin film.

また、前記接合ローラ対は、その周面にその回転軸に平行な方向の凹溝をそれぞれ有し、これら凹溝が対向することで、前記第１の薄膜と前記接合ローラ対との機械的な接触関係を断ったアンクランプ状態とし、このアンクランプ状態において、接合ローラ対の凹溝と、第１の薄膜の所定パターンとの相対位置を調整することが好適である。 In addition, the joining roller pair has concave grooves in a direction parallel to the rotation axis on the circumferential surface thereof, and the concave grooves face each other so that the mechanical contact between the first thin film and the joining roller pair is achieved. It is preferable to adjust the relative position between the concave groove of the joining roller pair and the predetermined pattern of the first thin film in the unclamped state in which the contact relationship is cut off.

また、前記アンクランプ状態において、接合ローラ対の回転速度を調整することが好適である。 In the unclamped state, it is preferable to adjust the rotation speed of the joining roller pair.

また、前記アンクランプ状態において、前記第１の薄膜の移動速度を調整することが好適である。また、前記ロータリカッタは、前記第２の薄膜を幅方向に横断し、所定の幅を持ってカットすると共に、幅方向の両端をカットすることで、コの字形の不要部分を切除することが好適である。また、前記ロータリカッタの幅方向の両端部分に対向して設けられ、前記コの字形の不要部分の両側部分を押さえてロータリカッタから剥離させる押さえ部材を有することが好適である。 In the unclamped state, it is preferable to adjust the moving speed of the first thin film. Further, the rotary cutter traverses said second film in the width direction, the cut with a predetermined width, by cutting the both ends in the width direction, is possible to cut an unnecessary portion of the U-shaped Is preferred . Further, it is preferable to have a pressing member that is provided opposite to both end portions of the rotary cutter in the width direction and that presses both side portions of the U-shaped unnecessary portion to separate the rotary cutter from the rotary cutter.

このように、前記ロータリカッタが前記切断された第２の薄膜と離れる位置と、前記押さえローラが前記切断された第２の薄膜と接触する位置との間隔は、切断された第２の薄膜の長さより短く設定されるため、切断された第２の薄膜を確実に受け渡すことができる。 As described above, the distance between the position where the rotary cutter is separated from the cut second thin film and the position where the pressing roller is in contact with the cut second thin film is the distance between the cut second thin film. Since it is set shorter than the length, the cut second thin film can be reliably delivered.

また、前記押さえローラと前記接合ローラ対の一方との接触位置と、前記接合ローラ対の接触位置の間に設けられ、前記切断された第２の薄膜を、前記接合ローラ対の一方に対し押さえつける規制手段を有することで、第２の薄膜が比較的堅くても、これを接合ローラに沿って移動させることができる。
前記接合ローラ対の一方は、前記第２の薄膜と接触する部分の幅が前記切断された第２の薄膜の幅より狭く、前記切断された第２の薄膜の幅方向の両端部分を第１の薄膜に対し直接には押しつけないことで、第１の薄膜のダメージを小さくできる。 Further, provided between the contact position between the pressing roller and one of the joining roller pair and the contact position of the joining roller pair, the cut second thin film is pressed against one of the joining roller pair. By having the restricting means, even if the second thin film is relatively stiff, it can be moved along the joining roller.
One of the pair of joining rollers has a width of a portion in contact with the second thin film narrower than a width of the cut second thin film, and both end portions in the width direction of the cut second thin film are first. By not pressing directly against the thin film, damage to the first thin film can be reduced.

また、前記接合ローラ対は、その周面にその回転軸に平行な方向の凹溝をそれぞれ有し、これら凹溝が対向することで、前記第１の薄膜と前記接合ローラ対との機械的な接触関係を断ったアンクランプ状態とすることができる。従って、このアンクランプ状態において、接合ローラ対の凹溝と、第１の薄膜の所定パターンとの相対位置を調整することができる。
また、ロータリカッタにより、第２の薄膜からコの字状の不要部分を切除することで、第２の薄膜について、長さ方向および幅方向の整形が同時に行える。 In addition, the joining roller pair has concave grooves in a direction parallel to the rotation axis on the circumferential surface thereof, and the concave grooves face each other so that the mechanical contact between the first thin film and the joining roller pair is achieved. An unclamped state in which a serious contact relationship is refused can be achieved. Therefore, in this unclamped state, the relative position between the concave groove of the joining roller pair and the predetermined pattern of the first thin film can be adjusted.
In addition, by removing a U-shaped unnecessary portion from the second thin film with a rotary cutter, the second thin film can be shaped in the length direction and the width direction at the same time.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、触媒層・電解膜について電解膜シート１０は、ローラ１２に巻き付けられている。また、ガス拡散層についての拡散膜シート２０ａは、ローラ２２ａに巻き付けられており、ガス拡散層についての拡散膜シート２０ｂは、ローラ２２ｂに巻き付けられている。そして、電解膜シート１０は、図における下方に向けて送り出され、拡散膜シート２０ａ、２０ｂは、水平方向（左右端側から中央方向）に送り出される。 First, regarding the catalyst layer / electrolytic membrane, the electrolytic membrane sheet 10 is wound around a roller 12. The diffusion film sheet 20a for the gas diffusion layer is wound around the roller 22a, and the diffusion film sheet 20b for the gas diffusion layer is wound around the roller 22b. Then, the electrolytic membrane sheet 10 is sent out downward in the figure, and the diffusion membrane sheets 20a and 20b are sent out in the horizontal direction (from the left and right end sides to the central direction).

拡散膜シート２０ａ、２０ｂは、ローラ２２ａ、２２ｂから送り出され、ロータリカッタ２４ａ、２４ｂとこれに対向するアンビルローラ２６ａ、２６ｂに挟み込まれる。このロータリカッタ２４ａ、２４ｂは、挟み込んだ拡散膜シート２０ａ、２０ｂをアンビルローラ２６ａ、２６ｂに押しつけ、その刃によってカットする。 The diffusion film sheets 20a and 20b are fed from the rollers 22a and 22b, and are sandwiched between the rotary cutters 24a and 24b and the anvil rollers 26a and 26b facing the rotary cutters 24a and 24b. The rotary cutters 24a and 24b press the sandwiched diffusion film sheets 20a and 20b against the anvil rollers 26a and 26b and cut them with the blades.

図２（ａ）、（ｂ）には、ロータリカッタ２４および刃の形状についての概略構成が示されている。ロータリカッタ２４の本体ローラ２４−１の周面には、カット後の拡散膜シート２０−１の形状（ワーク形状）に対応した四角形状の刃２４−２が形成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、この四角形の刃２４−２の本体ローラ２４−１の回転軸と平行な刃の一方は、本体ローラ２４−１の側端部にまで伸びている。従って、図２（ａ）に示すように、拡散膜シート２０は、周辺部分がコの字状の端切れ２０−２としてカットされ、捨てられ、ワーク形状に対応する拡散膜シート２０−１が得られる。なお、図２（ａ）に示すように、本体ローラ２４−１の刃２４−２の両端側に対応する部分には、一対の押さえ２４−３を上から押しつけるようにして、コの字上の端切れ２０−２を確実に排除している。 2A and 2B show a schematic configuration of the rotary cutter 24 and the shape of the blade. On the peripheral surface of the main body roller 24-1 of the rotary cutter 24, a quadrangular blade 24-2 corresponding to the shape (work shape) of the diffusion film sheet 20-1 after cutting is formed. And as shown in FIG.2 (b), one of the blades parallel to the rotating shaft of the main body roller 24-1 of this square blade 24-2 is extended to the side edge part of the main body roller 24-1. . Accordingly, as shown in FIG. 2 (a), the diffusion film sheet 20 is cut as a U-shaped cut 20-2 at the peripheral portion and discarded to obtain a diffusion film sheet 20-1 corresponding to the workpiece shape. It is done. As shown in FIG. 2 (a), a pair of pressers 24-3 are pressed onto the portions corresponding to both ends of the blade 24-2 of the main body roller 24-1 from above, The cut 20-2 is surely eliminated.

このようにして、四角形のワーク形状にカットされた拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂは、接合ローラ２８ａ、２８ｂと、拡散層押さえローラ３０ａ、３０ｂの間に導入される。接合ローラ２８ａ、２８ｂは、図１に示すように水平方向に対向して配置されており、拡散層押さえローラ３０ａ、３０ｂは、接合ローラ２８ａ、２８ｂの接合位置より９０°拡散膜シート２０−１の送り方向における上流側に位置している。従って、拡散層押さえローラ３０ａ、３０ｂは、接合ローラ２８ａ、２８ｂに対し図における上方から押しつけられている。 In this way, the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b cut into a rectangular workpiece shape are introduced between the joining rollers 28a and 28b and the diffusion layer pressing rollers 30a and 30b. As shown in FIG. 1, the joining rollers 28a and 28b are arranged to face each other in the horizontal direction, and the diffusion layer pressing rollers 30a and 30b are 90 ° diffusion film sheets 20-1 from the joining positions of the joining rollers 28a and 28b. It is located upstream in the feed direction. Accordingly, the diffusion layer pressing rollers 30a and 30b are pressed against the joining rollers 28a and 28b from above in the drawing.

ここで、ロータリカッタ２４ａ、２４ｂとアンビルローラ２６ａ、２６ｂの接合位置から、接合ローラ２８ａ、２８ｂと押さえローラ３０ａ、３０ｂまでの距離は、カットされた拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂの送り方向長さより短く設定されている。従って、カットされた拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂは、ロータリカッタ２４ａ、２４ｂとアンビルローラ２６ａ、２６ｂ、または接合ローラ２８ａ、２８ｂと押さえローラ３０ａ、３０ｂのいずれか一方によって必ず挟まれている。このため、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂが確実に輸送できる。 Here, the distance from the joining position of the rotary cutters 24a, 24b and the anvil rollers 26a, 26b to the joining rollers 28a, 28b and the pressing rollers 30a, 30b is the feed of the cut diffusion film sheets 20-1a, 20-1b. It is set shorter than the direction length. Therefore, the cut diffusion film sheets 20-1a and 20-1b are always sandwiched between the rotary cutters 24a and 24b and the anvil rollers 26a and 26b or the joining rollers 28a and 28b and the pressing rollers 30a and 30b. Yes. For this reason, the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b can be reliably transported.

また、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂは、接合ローラ２８ａ、２８ｂの周りを１／４周だけ巻き付いて移動する。接合ローラ２８ａ、２８ｂには、吸引手段などを設けていない。このため、そのままでは拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂは、水平方向に移動するだけで、接合ローラ２８ａ、２８ｂの周面に沿って移動しない。 Further, the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b move around the joining rollers 28a and 28b while being wound around a quarter turn. The joining rollers 28a and 28b are not provided with suction means or the like. For this reason, as it is, the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b only move in the horizontal direction and do not move along the peripheral surfaces of the joining rollers 28a and 28b.

そこで、複数（この例では、３つずつ）の拡散層規制板３２ａ、３２ｂを設け、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂを接合ローラ２８ａ、２８ｂに押しつけている。この拡散層規制板３２ａ、３２ｂは、図３に示すように、接合ローラ２８ａ、２８ｂの回転軸方向に伸びる長方形の細長板をその短辺方向についてＵ字状に折り曲げた全体として樋状の板である。拡散層規制板３２ａ、３２ｂは、その中央部分が接合ローラ２８ａ、２８ｂに向けて押しつけられており、これによって拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂが接合ローラ２８ａ、２８ｂの周りを巻き付いて移動し、図における下方に向けて送り出される。 Therefore, a plurality (three in this example) of diffusion layer restricting plates 32a and 32b are provided, and the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b are pressed against the joining rollers 28a and 28b. As shown in FIG. 3, the diffusion layer regulating plates 32a and 32b are, as a whole, bowl-shaped plates obtained by bending a rectangular elongated plate extending in the direction of the rotation axis of the joining rollers 28a and 28b into a U shape in the short side direction. It is. The diffusion layer regulating plates 32a and 32b are pressed at the central portions thereof toward the joining rollers 28a and 28b, whereby the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b move around the joining rollers 28a and 28b. Then, it is sent out downward in the figure.

なお、拡散層規制板３２ａ、３２ｂは、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂを接合ローラ２８ａ、２８ｂの周面に押しつけることができれば他の形状でもよい。例えば、複数の小径のローラでもよい。また、複数のローラに掛け回したベルトを押しつける構成でもよい。例えば、ベルトを３つのローラに掛け回し、その一辺を接合ローラ２８ａ、２８ｂに押しつける構成が採用できる。 The diffusion layer regulating plates 32a and 32b may have other shapes as long as the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b can be pressed against the peripheral surfaces of the joining rollers 28a and 28b. For example, a plurality of small diameter rollers may be used. Moreover, the structure which presses the belt wound around the some roller may be sufficient. For example, a configuration in which the belt is wound around three rollers and one side thereof is pressed against the joining rollers 28a and 28b can be employed.

また、電解膜シート１０は、接合ローラ２８ａ、２８ｂの接合部において、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂの間に上方から供給される。従って、接合ローラ２８ａ、２８ｂは、その接合部において、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂを電解膜シート１０に向けて押しつける。 In addition, the electrolytic membrane sheet 10 is supplied from above between the diffusion membrane sheets 20-1a and 20-1b at the joining portions of the joining rollers 28a and 28b. Therefore, the joining rollers 28 a and 28 b press the diffusion film sheets 20-1 a and 20-1 b toward the electrolytic film sheet 10 at the joined portions.

ここで、接合ローラ２８ａ、２８ｂは、内部に加熱機構を有しており、全体として加熱されている。そこで、この接合ローラ２８ａ、２８ｂの接合部において、電解膜シート１０に対し、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂがその両側から融着される。 Here, the joining rollers 28a and 28b have a heating mechanism inside, and are heated as a whole. Therefore, the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b are fused to the electrolytic film sheet 10 from both sides thereof at the bonding portions of the bonding rollers 28a and 28b.

また、図１および図４に示すように、接合ローラ２８ａ、２８ｂは、その外周面に、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂの大きさに対応し、それより若干小さい凸部２８−１ａ、２８−１ｂがそれぞれ２つ形成されている。従って、接合ローラ２８ａ、２８ｂのそれぞれ１つの凸部２８−１ａ、２８−１ｂによって、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂが押しつけられたときに、図５に示すように、拡散膜シート２０−１ａ、２０−ｂの外縁部は押圧されないことになる。これによって、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂの外端部によって、電解膜シート１０に加えられるダメージを低減することができる。 Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the joining rollers 28a and 28b have convex portions 28-1a slightly corresponding to the size of the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b on the outer peripheral surfaces thereof. , 28-1b are formed in two. Accordingly, as shown in FIG. 5, when the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b are pressed by the respective convex portions 28-1a and 28-1b of the joining rollers 28a and 28b, as shown in FIG. The outer edges of -1a and 20-b are not pressed. Thereby, damage applied to the electrolytic membrane sheet 10 can be reduced by the outer end portions of the diffusion membrane sheets 20-1a and 20-1b.

また、接合ローラ２８ａ、２８ｂの表面に、凸部２８−１ａ、２８−１ｂが形成されることで、凸部２８−１ａ、２８−１ｂが形成されていない部分に回転軸に平行な方向の凹溝２８−２ａ、２８−２ｂが生じる。そして、この凹溝２８−２ａ、２８−２ｂが対向する位置においては、接合ローラ２８ａ、２８ｂの表面間距離が広くなり、押圧力が発生しない。この例では、この凹溝２８−２ａ、２８−２ｂの存在する箇所は、基本的に拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂが存在しない場所に対応している。従って、接合ローラ２８ａ、２８ｂの接合位置に凹溝２８−２ａ、２８−２ｂが位置するタイミングにおいて、電解膜シート１０は、接合ローラ２８ａから離れ、アンクランプ状態になる。なお、接合ローラ２８ａ、２８ｂを離れる方向に移動して、アンクランプ状態としてもよい。 In addition, since the convex portions 28-1a and 28-1b are formed on the surfaces of the joining rollers 28a and 28b, the portions where the convex portions 28-1a and 28-1b are not formed are in a direction parallel to the rotation axis. Concave grooves 28-2a and 28-2b are formed. And in the position where this ditch | groove 28-2a, 28-2b opposes, the distance between the surfaces of the joining rollers 28a and 28b becomes wide, and a pressing force does not generate | occur | produce. In this example, the locations where the concave grooves 28-2a and 28-2b exist basically correspond to locations where the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b do not exist. Therefore, at the timing when the concave grooves 28-2a and 28-2b are located at the joining positions of the joining rollers 28a and 28b, the electrolytic membrane sheet 10 is separated from the joining roller 28a and is in an unclamped state. The unclamping state may be achieved by moving in a direction away from the joining rollers 28a and 28b.

従って、このアンクランプ状態において、接合ローラ２８ａ、２８ｂおよび拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂと、電解膜シート１０との位置調整が可能になる。 Therefore, in this unclamped state, the positions of the joining rollers 28a and 28b, the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b, and the electrolytic film sheet 10 can be adjusted.

また、接合ローラ２８ａ、２８ｂの積層物の送り出し側（下流側）には、フィルム送りローラ３８ａ、３８ｂが配置されている。このフィルム送りローラ３８ａ、３８ｂにより、積層物（タイミングによって、電解膜シート１０でもよい）を送ることでも、電解膜シート１０の位置調整が行える。 Further, film feed rollers 38a and 38b are disposed on the delivery side (downstream side) of the laminate of the joining rollers 28a and 28b. The position of the electrolytic membrane sheet 10 can also be adjusted by feeding a laminate (which may be the electrolytic membrane sheet 10 depending on timing) by the film feed rollers 38a and 38b.

さらに、電解膜シート１０の接合ローラ２８ａ、２８ｂ間に入る少し上流側には、光電センサ３４が設けられており、電解膜シート１０には、所定のパターン（１つの電極として利用する部分について、触媒層が形成されているパターン）が形成されている。光電センサ３４は、電解膜シート１０の触媒層パターンの送り方向エッジ（始端または終端）を検出する。そして、この光電センサ３４の検出結果に基づいて、電解膜シート１０と、拡散膜シート２０−１および接合ローラ２８ａ、２８ｂの位置調整が行われる。この位置調整の詳細については、後述する。 Further, a photoelectric sensor 34 is provided on the slightly upstream side between the joining rollers 28a and 28b of the electrolytic membrane sheet 10, and the electrolytic membrane sheet 10 has a predetermined pattern (for a part used as one electrode, The pattern in which the catalyst layer is formed is formed. The photoelectric sensor 34 detects the feed direction edge (start or end) of the catalyst layer pattern of the electrolytic membrane sheet 10. And based on the detection result of this photoelectric sensor 34, the position adjustment of the electrolytic membrane sheet 10, the diffusion membrane sheet 20-1, and the joining rollers 28a and 28b is performed. Details of this position adjustment will be described later.

また、フィルム送りローラ３８ａ、３８ｂの下流側には、光電センサ３６が設けられている。この光電センサ３６は、接合後の拡散膜シート２０−１ａまたは２０−１ｂのエッジ（始端または終端）を検出する。光電センサ３６の下流側には、ロータリカッタ４０，アンビルローラ４２が対向配置されており、ロータリカッタ４０によって拡散膜シート２０−１が積層されていない、電解膜シート１０の部分がカットされる。なお、このロータリカッタ４０によるカット位置は、光電センサ３６の検出結果によって制御されるため、正確な位置でのカットが行える。そして、カットされた積層物は、ガイド４４を介し、パレット４６に積層状態で収容される。 A photoelectric sensor 36 is provided on the downstream side of the film feed rollers 38a and 38b. This photoelectric sensor 36 detects the edge (starting end or terminating end) of the diffusion film sheet 20-1a or 20-1b after bonding. A rotary cutter 40 and an anvil roller 42 are arranged opposite to each other on the downstream side of the photoelectric sensor 36, and a portion of the electrolytic membrane sheet 10 on which the diffusion membrane sheet 20-1 is not laminated is cut by the rotary cutter 40. The cutting position by the rotary cutter 40 is controlled by the detection result of the photoelectric sensor 36, so that cutting at an accurate position can be performed. Then, the cut laminate is accommodated in the pallet 46 in a laminated state via the guide 44.

このようにして、ローラ１２に巻き付けられている電解膜シート１０と、２つのローラ２２ａ、２２ｂに巻き付けられている拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂが積層され、所定の大きさのＭＥＡとして、トレー４６内に得られる。 In this way, the electrolytic membrane sheet 10 wound around the roller 12 and the diffusion membrane sheets 20-1a and 20-1b wound around the two rollers 22a and 22b are laminated to form a MEA having a predetermined size. In the tray 46.

このような動作について、図６に基づいて説明する。触媒層・電解膜（電解膜シート１０）には、触媒パターン（触媒層のパターン）が形成されている。一方、ペーパー拡散層は、カーボンクロスなどで構成されており、これがロータリカッタ２４ａ、２４ｂによって、所定のワーク形状にカットされる。このとき、端切れ２０−２は、コの字状に残り、これが分離回収される。また、ワーク形状の拡散膜シート２０−１は、完全に切断される前に、接合ローラ２８ａ、２８ｂと、拡散層押さえローラ３０に把持されるので、位置ずれなく接合ローラ２８ａ、２８ｂに受け渡される。ここで、ロータリカッタ２４ａ、２４ｂと、接合ローラ２８ａ、２８ｂとは、一定の位相を保ったまま同期回転している。従って、ワーク形状にカットされた拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂは、接合ローラ２８ａ、２８ｂの凸部に把持される。 Such an operation will be described with reference to FIG. A catalyst pattern (catalyst layer pattern) is formed on the catalyst layer / electrolytic membrane (electrolytic membrane sheet 10). On the other hand, the paper diffusion layer is made of carbon cloth or the like, and this is cut into a predetermined workpiece shape by the rotary cutters 24a and 24b. At this time, the cut end 20-2 remains in a U-shape and is separated and recovered. Further, since the workpiece-shaped diffusion film sheet 20-1 is gripped by the joining rollers 28a and 28b and the diffusion layer pressing roller 30 before being completely cut, the workpiece-shaped diffusion film sheet 20-1 is delivered to the joining rollers 28a and 28b without misalignment. It is. Here, the rotary cutters 24a and 24b and the joining rollers 28a and 28b rotate synchronously while maintaining a constant phase. Therefore, the diffusion film sheets 20-1a and 20-1b cut into the workpiece shape are gripped by the convex portions of the joining rollers 28a and 28b.

接合ローラ２８ａ、２８ｂに受け渡されたワーク形状にカットされた拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂは、拡散層押さえローラ３０ａ、３０ｂによって、把持された状態で、拡散層規制板３２ａ、３２ｂによって、接合ローラ２８ａ、２８ｂ側におさえつけられながら、接合ローラ２８ａ、２８ｂに沿って移動する。 The diffusion film sheets 20-1a and 20-1b cut into the workpiece shape transferred to the joining rollers 28a and 28b are held by the diffusion layer pressing rollers 30a and 30b and are diffused layer regulating plates 32a and 32b. Thus, the roller moves along the bonding rollers 28a and 28b while being pressed against the bonding rollers 28a and 28b.

一方、電解膜シート１０は、一定の速度で送られている。前の触媒層パターンが接合されている最中に次の触媒層パターンが光電センサ３４によって検出され、これにより触媒層パターンと接合ローラ２８ａ、２８ｂの凸部２８−１ａ、２８−１ｂのずれが計算される。 On the other hand, the electrolytic membrane sheet 10 is sent at a constant speed. While the previous catalyst layer pattern is being joined, the next catalyst layer pattern is detected by the photoelectric sensor 34, whereby the catalyst layer pattern and the protrusions 28-1a and 28-1b of the joining rollers 28a and 28b are displaced. Calculated.

電解膜シート１０の前の触媒パターンと、拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂの接合が終わると、対向する接合ローラ２８ａ、２８ｂは、その凹溝２８−２ａ、２８−２ｂが対向する形になり、接合ローラ２８ａ、２８ｂ間が開き、電解膜シート１０はアンクランプ状態になる。この状態で、上述のようにして算出したずれ量に基づいて接合ローラが速度を変更し（同期するロータリカッタも同様に速度を変える）、電解膜シート１０の触媒層パターンと接合ローラ２８ａ、２８ｂの凸部２８−１ａ、２８−１ｂが一致するように補正（位置調整）が行われる。また、図示しない触媒層パターンの幅方向の位置ずれもセンサによって検出し、補正を行うとよい。 When the catalyst pattern in front of the electrolytic membrane sheet 10 and the diffusion membrane sheets 20-1a and 20-1b are joined, the opposing joining rollers 28a and 28b are opposed to the concave grooves 28-2a and 28-2b. Then, the gap between the joining rollers 28a and 28b is opened, and the electrolytic membrane sheet 10 is in an unclamped state. In this state, the joining roller changes the speed based on the amount of deviation calculated as described above (the speed of the synchronized rotary cutter also changes), and the catalyst layer pattern of the electrolytic membrane sheet 10 and the joining rollers 28a and 28b. Correction (position adjustment) is performed so that the convex portions 28-1a and 28-1b of the first and second convex portions 28-1a and 28-1b coincide. Moreover, it is good to detect and correct | amend the position shift of the width direction of the catalyst layer pattern which is not shown in figure.

これらの位置調整作業は、一定速度で移動する電解膜シート１０の次の触媒層パターンが接合位置に来る前に終了する。 These position adjustment operations are completed before the next catalyst layer pattern of the electrolytic membrane sheet 10 moving at a constant speed comes to the joining position.

このような位置調整について、図７に示す。接合中は、接合ローラ２８ａ、２８ｂおよび電解膜シート１０は、一定速度で移動する。接合が終了した場合には、光電センサで検出した触媒層パターンの送り方向位置と、接合ローラ２８ａ、２８ｂの凸部２８−１ａ、２８−１ｂの位置ずれに基づいて、接合ローラ２８ａ、２８ｂの速度を変更し、位置調整（補正）を行う。このような作業を順次繰り返すことで、接合動作を中断せずに、位置調整を行うことができ、作業の効率化を図ることができる。 Such position adjustment is shown in FIG. During the joining, the joining rollers 28a and 28b and the electrolytic membrane sheet 10 move at a constant speed. When the joining is completed, the joining rollers 28a and 28b are moved based on the feed direction position of the catalyst layer pattern detected by the photoelectric sensor and the positional deviations of the projections 28-1a and 28-1b of the joining rollers 28a and 28b. Change the speed and adjust (correct) the position. By sequentially repeating such work, position adjustment can be performed without interrupting the joining operation, and work efficiency can be improved.

なお、上述のような作業は、マイコンなどのコントローラによって、自動的に行われる。 The above-described work is automatically performed by a controller such as a microcomputer.

また、上述のような位置合わせは、次にように行うこともできる。まず、上述のように光電センサ３４によって、触媒層パターンと接合ローラ２８ａ、２８ｂの凸部２８−１ａ、２８−１ｂのずれが計算される。そして、電解膜シート１０が接合ローラ２８ａ、２８ｂからフリーになっている状態で、フィルム送りローラ３８ａ、３２ｂの速度を変更する。すなわち、電解膜シート１０のアンクランプ状態において、フィルム送りローラ３８ａの速度を変更すると、接合ローラ２８ａ、２８ｂおよび拡散膜シート２０−１ａ、２０−１ｂには何ら影響なく、電解膜シート１０の接合ローラ２８ａ、２８ｂに対する位置が変更され、位置ずれを補償することができる。 Further, the alignment as described above can be performed as follows. First, as described above, the photoelectric sensor 34 calculates the deviation between the catalyst layer pattern and the projections 28-1a and 28-1b of the joining rollers 28a and 28b. Then, the speed of the film feed rollers 38a and 32b is changed while the electrolytic membrane sheet 10 is free from the joining rollers 28a and 28b. That is, when the speed of the film feeding roller 38a is changed in the unclamped state of the electrolytic membrane sheet 10, the joining of the electrolytic membrane sheet 10 is not affected on the joining rollers 28a and 28b and the diffusion membrane sheets 20-1a and 20-1b. The position with respect to the rollers 28a and 28b is changed, and the displacement can be compensated.

すなわち、図８に示すように、接合中は、接合ローラ２８ａ、２８ｂおよび電解膜シート１０は、一定速度で移動する。接合が終了した場合には、光電センサで検出した触媒層パターンの送り方向位置と、接合ローラ２８ａ、２８ｂの凸部２８−１ａ、２８−１ｂの位置ずれに基づいて、フィルム送りローラ３８ａ、３８ｂの速度を変更することで、電解膜シート１０の送り速度を変更し位置調整（補正）を行う。このような方法によっても、接合動作を中断せずに、位置調整を行うことができ、作業の効率化を図ることができる。 That is, as shown in FIG. 8, the joining rollers 28a and 28b and the electrolytic membrane sheet 10 move at a constant speed during joining. When the joining is completed, the film feed rollers 38a and 38b are based on the feed direction position of the catalyst layer pattern detected by the photoelectric sensor and the positional deviations of the projections 28-1a and 28-1b of the joining rollers 28a and 28b. By changing the speed, the feeding speed of the electrolytic membrane sheet 10 is changed to perform position adjustment (correction). Also by such a method, position adjustment can be performed without interrupting the joining operation, and work efficiency can be improved.

上述の説明では、燃料電池のＭＥＡの作成についてのみ説明したが、上述のような構成は、ロールで供給される薄膜の積層であれば、他のものにも適用することができる。 In the above description, only the creation of the MEA of the fuel cell has been described. However, the above-described configuration can be applied to other layers as long as the thin film is supplied by a roll.

システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of a system. ロータリカッタ２４の構成および作用を示す図である。It is a figure which shows the structure and effect | action of the rotary cutter 24. FIG. 拡散層規制板３２の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a diffusion layer regulating plate 32. 接合ローラ２８の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a joining roller 28. 電解膜シート１０と接合ローラ２８の凸部２８−１の関係を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between the electrolytic membrane sheet 10 and a convex portion 28-1 of the joining roller 28. 全体の動作を説明する図である。It is a figure explaining the whole operation | movement. 位置調整の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of position adjustment. 位置調整の他の例を説明する図である。It is a figure explaining other examples of position adjustment.

Explanation of symbols

１０電解膜シート、１２，２２（２２ａ，２２ｂ），３０（３０ａ，３０ｂ）ローラ、２０（２０ａ，２０ｂ）拡散膜シート、２４（２４ａ，２４ｂ），４０ロータリカッタ、２４−１本体ローラ、２４−２刃、２４−３押さえ、２６（２６ａ，２６ｂ），４２アンビルローラ、２８（２８ａ，２８ｂ）接合ローラ、２８−１凸部、２８−２凹溝、３２（３２ａ，３２ｂ）拡散層規制板、３４，３６光電センサ、３８（３８ａ，３８ｂ）フィルム送りローラ、４４ガイド、４６トレー、４６パレット。 10 Electrolytic membrane sheet, 12, 22 (22a, 22b), 30 (30a, 30b) roller, 20 (20a, 20b) Diffusion membrane sheet, 24 (24a, 24b), 40 Rotary cutter, 24-1 Body roller, 24 -2 Blade, 24-3 Presser, 26 (26a, 26b), 42 Anvil roller, 28 (28a, 28b) Joining roller, 28-1 Convex part, 28-2 Concave groove, 32 (32a, 32b) Diffusion layer regulation Plate, 34, 36 Photoelectric sensor, 38 (38a, 38b) Film feed roller, 44 guide, 46 tray, 46 pallet.

Claims

A thin film laminating apparatus for laminating a second thin film cut into a predetermined shape on a first thin film,
A pair of joining rollers that are composed of two rollers that rotate in opposition to each other, and that join the first thin film and the second thin film supplied from different directions and transport them together;
It is provided separately from the pair of joining rollers and is composed of two rollers that rotate opposite to each other, and at least one of the rollers is formed with a cutting blade, and the second thin film is cut into a predetermined shape and cut. A rotary cutter for sending the second thin film toward the joining roller;
A pressing roller that rotates in contact with one side of the bonding roller pair on the upstream side of the contact position of the bonding roller pair, and presses and transports the cut second thin film against the bonding roller pair ;
Have
An interval between the position where the rotary cutter is separated from the cut second thin film and the position where the pressing roller is in contact with the cut second thin film is set shorter than the length of the cut second thin film. To be
A thin film laminating apparatus characterized by the above.

A thin film laminating apparatus for laminating a second thin film cut into a predetermined shape on a first thin film,
A pair of joining rollers that are composed of two rollers that rotate in opposition to each other, and that join the first thin film and the second thin film supplied from different directions and transport them together;
It is provided separately from the pair of joining rollers and is composed of two rollers that rotate opposite to each other, and at least one of the rollers is formed with a cutting blade, and the second thin film is cut into a predetermined shape and cut. A rotary cutter for sending the second thin film toward the joining roller;
A pressing roller that rotates in contact with one side of the bonding roller pair on the upstream side of the contact position of the bonding roller pair, and presses and transports the cut second thin film against the bonding roller pair ;
Have
A restricting means provided between a contact position between the pressing roller and one of the joining roller pair and a contact position of the joining roller pair, and presses the cut second thin film against one of the joining roller pair. A thin film laminating apparatus comprising:

The thin film laminating apparatus according to claim 2,
The restricting means presses one or more bowl-shaped plates as a whole by bending a rectangular elongated plate extending in the direction of the rotation axis into a U shape in the short side direction, and the central convex portion is pressed against the pair of joining rollers. A thin film laminating apparatus characterized in that the structure is configured to be provided.

In the thin film lamination apparatus according to any one of claims 1 to 3,
One of the pair of joining rollers has a width of a portion in contact with the second thin film that is narrower than a width of the cut second thin film, and both end portions in the width direction of the cut second thin film are first. A thin film laminating device that is not directly pressed against the thin film.

In the thin film lamination apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The joining roller pair has concave grooves in a direction parallel to the rotation axis on the circumferential surface thereof, and mechanical contact between the first thin film and the joining roller pair is made by facing the concave grooves. A thin film laminating apparatus characterized in that a unclamped state in which the relationship is cut off is set, and in this unclamped state, the relative position between the concave groove of the bonding roller pair and the predetermined pattern of the first thin film is adjusted.

The apparatus of claim 5.
In the unclamped state, the rotational speed of the bonding roller pair is adjusted.

The apparatus of claim 5.
In the unclamped state, the moving speed of the first thin film is adjusted.

In the thin film lamination apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The rotary cutter traverses the second thin film in the width direction, cuts it with a predetermined width, and cuts both ends in the width direction to cut out unnecessary portions of the U-shape. Thin film laminating device.

The apparatus according to claim 8.
A thin film laminating apparatus, comprising: a pressing member that is provided opposite to both end portions in the width direction of the rotary cutter and presses both side portions of the U-shaped unnecessary portion to separate the rotary cutter from the rotary cutter.